前言
钛(tai)合(he)金(jin)丝材挤(ji)压在(zai)军工(gong)、航空和航天等领域是一(yi)种重(zhong)要的(de)成(cheng)形(xing)方(fang)法(fa)，由(you)于在(zai)加(jia)工(gong)过程中摩(mo)擦(ca)、挤压力(li)大(da)，极(ji)易产(chan)生(sheng)粘结(jie)、剥(bo)块(kuai)、压坑、裂纹和划伤，结果产品表面质量(liang)恶(e)化、脱模(mo)困(kun)难、尺寸(cun)超差(cha)、合(he)格率(lv)低(di)，为了降(jiang)低摩擦(ca)系(xi)数(shu)，减(jian)少表面缺(que)陷，在钛(tai)合(he)金丝(si)材表面(mian)涂(tu)敷(fu)防护(hu)润(run)滑涂料，对提高产(chan)品(pin)质量(liang)和(he)模(mo)具使用寿命(ming)起着(zhe)关(guan)键作用(yong)。
钛合(he)金紧固(gu)件生(sheng)产(chan)用钛丝热镦锻成(cheng)型(xing)，要求精(jing)密(mi)，要求(qiu)净表(biao)面形成，镦(dui)锻温度(du)高(gao)(550℃～700℃)，冲(chong)击(ji)压(ya)力大(40～50吨(dun))，不(bu)仅(jin)在模(mo)具(ju)材料、模具(ju)制造和模(mo)具(ju)加热装置等方(fang)面(mian)的(de)成本投入比常规锻(duan)造方法要(yao)高(gao)，而(er)且要求镦(dui)锻用(yong)钛(tai)丝的表面有(you)防护(hu)润(run)滑(hua)涂(tu)料，具(ju)有极好(hao)的(de)极压(ya)性和粘(zhan)附性能。
防(fang)护润滑(hua)涂料(liao)一般由玻璃(li)、陶(tao)瓷(ci)、金属氧(yang)化(hua)物、石墨(mo)、二(er)硫(liu)化钼、化(hua)工(gong)和(he)矿物(wu)原料[1]、粘结剂(ji)、表(biao)面活性剂(ji)和溶剂(ji)等多(duo)种(zhong)组(zu)分(fen)组成[2]，是一(yi)种环保(bao)复合(he)型工艺(yi)过(guo)程材(cai)料(liao)，钛合金(jin)丝(si)材涂敷防(fang)护润(run)滑涂(tu)料后，经加热(re)、挤(ji)压、冷(leng)却后，即完成了自己的(de)使命(ming)，该涂层(ceng)经喷(pen)丸被(bei)清(qing)除(chu)掉。
BT-7钛(tai)丝热镦(dui)锻用防护润滑(hua)涂料，不仅对(dui)钛合金(jin)丝(si)材(cai)镦锻(duan)达到(dao)理想的防(fang)护润滑(hua)效果，而(er)且使(shi)用方(fang)便(bian)、灵(ling)活、不受工(gong)件尺(chi)寸(cun)和(he)形状的限(xian)制，可(ke)以减(jian)少表(biao)面缺(que)陷(xian)从而提高(gao)产品(pin)质(zhi)量(liang)，在(zai)镦(dui)锻完(wan)成，表(biao)面喷(pen)丸(wan)处(chu)理(li)后产(chan)品表面(mian)光亮，各项性(xing)能指标达(da)到要求。
1、实(shi)验
1.1 常(chang)用(yong)原材料(liao)
(1)玻璃(li)材(cai)料：各种(zhong)牌(pai)号的(de)玻璃粉[3]；
(2)陶(tao)瓷、化工材(cai)料(liao)：三氧(yang)化(hua)二(er)铝(lv)、氧(yang)化锆、二(er)硫(liu)化(hua)钼等；
(3)矿(kuang)物(wu)原(yuan)料(liao)：石(shi)英砂、石(shi)墨等(deng)；
(4)辅助材(cai)料：粘土(tu)、粘结剂和表(biao)面(mian)活性(xing)剂(ji)等(deng)。
1.2涂(tu)料制(zhi)备
根据(ju)配方(fang)将原(yuan)材(cai)料(liao)按(an)比例混(hun)合、球(qiu)磨(mo)、过筛、检(jian)测(ce)颗(ke)粒(li)度[4]。
1.3涂(tu)覆(fu)工(gong)艺
(1)工件表面除油(you)除(chu)锈[5]。
(2)涂层涂敷(fu)道(dao)次(ci)和(he)涂(tu)层(ceng)厚(hou)度(du)：用(yong)毛(mao)刷人(ren)工(gong)刷(shua)或喷枪(qiang)喷(pen)涂均可(ke)，要(yao)求(qiu)平整光滑(hua)，涂敷道(dao)次(ci)影响涂(tu)层的(de)厚(hou)度和(he)保(bao)护(hu)效果(guo)，一(yi)般(ban)保护(hu)涂层(ceng)厚度应在(zai)0.01～0.08mm之(zhi)间[6]。
(3)涂层(ceng)干(gan)燥(zao)：自然干燥(zao)或(huo)80～120℃烘箱干燥[7]。
(4)涂层(ceng)清(qing)理(li)：钛(tai)合金丝材(cai)墩锻(duan)完(wan)后(hou)，保护(hu)涂层(ceng)可喷丸(wan)和酸清理(li)[8]。
1.4性能(neng)测试(shi)
(1)涂(tu)层的(de)附(fu)着力测试
按(an)GBl720《漆(qi)膜(mo)附着(zhe)力测定(ding)法》进行(xing)，附(fu)着(zhe)力1级(ji)
(2)涂层(ceng)的(de)耐冲(chong)击测(ce)试
按(an)GB／T 1732《漆膜(mo)耐冲击(ji)测定(ding)法(fa)》进行，50cm冲(chong)击(ji)无(wu)开裂(lie)、剥落
(3)涂层的(de)柔韧(ren)性测试(shi)
按GB／T 1731《漆(qi)膜柔(rou)韧(ren)性测(ce)定法(fa)》进行，1mm弯折无裂纹(wen)
2、结果(guo)与讨论
2.1试验(yan)条(tiao)件和(he)方(fang)法(fa)
钛(tai)合金紧固(gu)件(jian)生产用钛丝(si)热(re)镦(dui)锻成(cheng)型，镦锻温度为(wei)550℃～700℃，冲(chong)击(ji)压(ya)力为(wei)40～50吨(dun)，要求(qiu)镦(dui)锻用钛(tai)丝(si)的表面(mian)有防护润(run)滑(hua)涂料(liao)，具(ju)有极(ji)好的极(ji)压性和粘附(fu)性(xing)能。
在①4～①5的钛(tai)丝表(biao)面喷(pen)涂(tu)BT-7钛丝(si)热镦(dui)锻(duan)用防护(hu)润(run)滑(hua)涂(tu)料(liao)，自然(ran)或(huo)80～120℃烘箱干燥后，粘(zhan)接(jie)力强(qiang)，搬运(yun)中涂(tu)层(ceng)不剥落。
在(zai)镦(dui)锻(duan)机上热(re)镦(dui)锻(duan)，摩(mo)擦(ca)、挤(ji)压(ya)力大大减少，无(wu)粘结(jie)、剥块、压(ya)坑、裂(lie)纹(wen)、划伤(shang)，易脱模(mo)、尺寸合(he)格(ge)、无缺(que)陷，产品(pin)成型(xing)和机械(xie)性(xing)能(neng)指(zhi)标达(da)到要(yao)求。
2.2各种参数对(dui)防(fang)护(hu)润(run)滑能力(li)的(de)影(ying)响(xiang)
(1)涂(tu)层(ceng)厚(hou)度(du)对防护润滑(hua)能(neng)力的影响涂层(ceng)过(guo)薄，防(fang)护(hu)效(xiao)果不(bu)明显；涂层(ceng)太厚干燥时易(yi)开(kai)裂(lie)，涂层(ceng)厚(hou)度控(kong)制在(zai)0．01～0．08mm之(zhi)间(jian)。
(2)热镦锻(duan)工(gong)艺对防(fang)护(hu)润(run)滑(hua)能(neng)力的(de)影响加(jia)热(re)温度(du)越高(gao)、时(shi)间越长，烧(shao)损越严重。随着(zhe)温(wen)度逐渐(jian)升高(gao)，涂(tu)层(ceng)中逐渐(jian)形成(cheng)了(le)熔融玻(bo)璃(li)态，从而使涂(tu)层(ceng)更(geng)加致密(mi)，有(you)效地(di)隔绝(jue)了(le)氧向(xiang)基(ji)体(ti)的(de)扩散。当(dang)温度继(ji)续升高、时间(jian)继续(xu)延(yan)长(zhang)，涂(tu)层中(zhong)玻(bo)璃态(tai)粘度降(jiang)低，与金属(shu)互(hu)扩(kuo)散的活性(xing)增强，涂层(ceng)防(fang)护(hu)能力下(xia)降(jiang)。
(3)涂层的清(qing)理(li)
钛合金(jin)丝材热镦(dui)锻、成型(xing)后，产品表(biao)面的涂(tu)层(ceng)应(ying)全部清理干净。
2.3钛(tai)合(he)金丝材热(re)处理(li)防(fang)护润滑(hua)涂(tu)料(liao)的(de)保护(hu)机理(li)
(1)熔(rong)膜(mo)屏蔽(bi)型(xing)保护(hu)机(ji)理(li)
涂(tu)层(ceng)在(zai)钛合(he)金丝材(cai)热(re)墩锻过程(cheng)中形成致(zhi)密(mi)而(er)牢固(gu)的玻璃(li)态防(fang)护(hu)润滑(hua)薄膜(mo)[9]，隔(ge)绝(jue)气氛与基体的(de)接(jie)触，达(da)到防护(hu)的目的(de)。
(2)反(fan)应型(xing)保护(hu)机(ji)理
利用(yong)氧(yang)化物低(di)共(gong)熔反(fan)应机(ji)理(li)，形成半熔(rong)融(rong)状(zhuang)态的(de)、粘(zhan)稠(chou)的陶(tao)瓷(ci)熔(rong)膜，均匀而牢固(gu)地(di)覆(fu)盖(gai)在(zai)钛(tai)合金(jin)丝材的(de)表(biao)面(mian)上，隔绝了(le)气(qi)氛与基体的(de)接触(chu)，达(da)到了热墩锻防护的(de)目的(de)。
2.4钛合金(jin)热(re)镦锻防护润滑(hua)涂(tu)料的(de)要(yao)求(qiu)
(1)涂(tu)层对钛(tai)合(he)金丝材的(de)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)、力(li)学(xue)性(xing)能和化(hua)学(xue)成分无影响。涂(tu)层中成(cheng)分应对(dui)被(bei)保护(hu)的钛(tai)合金呈化(hua)学惰(duo)性。
(2)涂层应有(you)较(jiao)宽(kuan)的使(shi)用温(wen)度(du)范围，在(zai)热镦(dui)锻过程中，涂层应(ying)和钛合金丝材(cai)表面有(you)好(hao)的(de)结(jie)合(he)力(li)。
(3)涂(tu)料(liao)易(yi)涂(tu)覆在(zai)钛(tai)合(he)金丝材(cai)表面上一(yi)一(yi)有(you)较好(hao)的(de)润(run)湿(shi)性(xing)，涂层干燥(zao)后粘(zhan)接牢固(gu)。
热镦(dui)锻(duan)成(cheng)型(xing)后，涂(tu)层能用较简(jian)单(dan)的办法(fa)清理(li)干净(jing)一(yi)一(yi)有(you)合(he)理(li)的膨(peng)胀(zhang)系数配(pei)合(he)。
(4)涂层(ceng)所用(yong)原(yuan)料(liao)无毒(du)无味，对环境无污(wu)染。
3、结(jie)论(lun)
(1)我(wo)们(men)研制的钛合金(jin)丝(si)材(cai)防(fang)护(hu)润(run)滑涂料，可(ke)在(zai)不(bu)同(tong)的温(wen)度(du)(20～120℃)下(xia)涂(tu)覆，并(bing)且(qie)在不同(tong)的热镦(dui)锻(duan)工(gong)艺(yi)条件(jian)下(xia)防护润滑(hua)效果明(ming)显(xian)。
(2)钛合金(jin)丝(si)材挤压(ya)成(cheng)型(xing)后涂层(ceng)经(jing)喷(pen)丸(wan)可(ke)清(qing)理(li)掉(diao)。
(3)镦(dui)锻成(cheng)型(xing)工艺(yi)，涂(tu)层(ceng)润(run)滑性(xing)能(neng)好，延(yan)长(zhang)了模(mo)具(ju)的使用(yong)寿命(ming)。
参(can)考(kao)文(wen)献(xian)
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